WO2006092954A1

WO2006092954A1 - フラットパネル表示装置

Info

Publication number: WO2006092954A1
Application number: PCT/JP2006/302608
Authority: WO
Inventors: Taketoshi Nakao; Kiyohide Amemiya; Hiroaki Takezawa; Hiroto Yanagawa; Tetsuo Kawakita
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-02-28
Filing date: 2006-02-15
Publication date: 2006-09-08
Anticipated expiration: 2007-08-28
Also published as: JPWO2006092954A1; US20080239634A1; CN1942914A

Abstract

　フラットパネル表示装置の筐体適所の高温化を確実に抑制しつつ、筐体内部を効率的に冷却可能なフラットパネル表示装置を提供する。本発明のフラットパネル表示装置（１００）は、フラットディスプレイパネル（１１）と、フラットディスプレイパネル（１１）の表示面に対応した開口を有するフロントカバー（１５）と、第１の筐体部（２０）および第２の筐体部（２１）を有しフラットディスプレイパネル（１１）の背面を覆う筐体（１８）と、を備え、第１の筐体部（２０）の熱伝導率は、第２の筐体部（２１）の熱伝導率よりも小さく、第１の筐体部（２０）が、第２の筐体部２１から上方に延び、第１の筐体部（２０）に通気孔が設けられてなる装置である。

Description

明細書

フラットパネル表示装置

技術分野

[0001] 本発明は、フラットパネル表示装置に関し、特にフラットディスプレイパネル用の筐体表面およびその内部の高温ィ匕を抑制可能なフラットパネル表示装置に関する。背景技術

[0002] 薄型テレビに代表される表示デバイスとして、プラズマディスプレイパネル（以下、 P

DPという）が普及してきた。

[0003] PDPは、薄型かつ大画面表示を可能にする表示デバイスであり、液晶表示パネルと同様、近年、その生産量は飛躍的に伸びている。

[0004] このプラズマ表示装置の表示技術については、既に多数の技術文献が公表されている (例えば、非特許文献 1参照)。

[0005] 図 13には、 PDPを表示デバイスに使った既存のプラズマ表示装置の一構成例が示され、図 13 (a)は、プラズマ表示装置を背面力も見た背面図であり、図 13 (b)は、図 13 (a)の B— B線に沿ったプラズマ表示装置の断面図である。

[0006] 図 13に示すように、略矩形の PDP111の背面には、この PDP111より若干面積の大きい略矩形の金属製支持板 112が接合して固定され、この金属製支持板 112は、

PDP 111を保持した状態で脚部 113に固定されて!/、る。

[0007] また、 PDP111の前面側には前面板 115が配設され、この前面板 115は、 PDP11

1の表示面（図示せず）に対応した開口を有して、この開口に臨むように光フィルタ 11

4が前面板 115に配設されている。

[0008] こうして、この光フィルタ 114付きの前面板 115は、電磁波の遮蔽、色純度の調整および外部衝撃に対する PDP111の保護と、つた役割を担って！/、る。

[0009] 更に、金属製支持板 112の背面には、 PDP111を駆動するための各種の電子部品 116 (例えば、ドライバー LSI)を実装した回路基板 117が、金属製支持板 112の背面からスぺーサ Sを介して一定の間隔を隔てて固定されている。

[0010] そして、 PDP111、金属製支持板 112、電子部品 116及び回路基板 117をそれらの背面力も包むようにバックカバーとして機能する筐体 110が、脚部 113に取り付けられており、前面板 115は、この筐体 110の前部に取り付けられている。

[0011] なお、この筐体 110の適所に、メッシュ状の空気排気孔または空気吸い込み孔として機能する複数の通気孔 119a、 119b, 119cが設けられている。

[0012] ところで PDP111は、液晶パネルやブラウン管のような他の表示体と比べて、放電発光による画像表示に起因して高温ィ匕し易い。また、 PDP111の駆動電圧も他の表示体ょりも高ぃため（駆動電圧：200〜300¥)、電子部品116 (例ぇば、ドライバ LSI )も高温化する。更には、 PDP111の発光効率を上げるため、ドライバ LSIの駆動電圧を高くする傾向にあり、このことが、プラズマ表示装置 160の熱問題を一層顕在化させると考えられる。

[0013] このため、 PDP111の長時間表示によりプラズマ表示装置 160の筐体内部が高温化することを可能な限り抑制するため、従来力もプラズマ表示装置 160の各種の放熱技術が開発されている。

[0014] 例えば、 PDPと、アルミからなる熱伝導板との間に熱的密着性を向上させる目的でシリコンゴム等の熱伝導性シートを装着して PDPと熱伝導板の間の熱伝達率を改善させると共に、この熱伝導板の上部に複数のヒートパイプおよび放熱フィン並びに放熱ファンが配設され、これにより、 PDPの局所的な発熱を効率的に抑えることを意図したプラズマ表示装置が開示されてヽる (特許文献 1参照)。

[0015] また、 PDPを保持するシャーシおよび電子部品に接合された放熱器を、熱伝導率の大きいアルミ金属板のようなリアカバーに接続することにより、 PDPおよび電子素子力も発生した熱を、リアカバーに効率的に放熱可能なプラズマディスプレイの冷却構造が開示されて!ヽる (特許文献 2参照)。

[0016] 更に、線状の凹凸構造が、熱伝導性に優れた PDP用のリアフレーム (例えば、アルミ金属板)の内面に形成され、これにより、軽量化を保って強度や放熱性に優れた P

DP用のリアフレームが得られる（特許文献 3参照)。

非特許文献 1：フラットパネルディスプレイ 1999 (日経マイクロデバイス編）特許文献 1 :特開平 11 251777号公報

特許文献 2：特開 2000 - 347578号公報特許文献 3：特開 2001— 242792号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0017] 上記特許文献 1〜3に記載の PDPの放熱技術力理解されるとおり、従来、 PDP や電子部品（ドライバ LSI)で発生した熱を外部に逃がすには、熱伝導率に優れた材料からなる金属板や筐体が使用されていた。

[0018] 即ち、熱伝導率の大きい金属板や筐体に、上記発熱体としての PDPや電子部品を直接又は間接に接触させることにより、これらの筐体等の全面に速やかに、筐体内部で発生した熱を伝熱させることが可能になり、これにより、筐体等を介して筐体内部で発生した熱を大気に効率的に放出させ、ひいてはプラズマ表示装置の内部の高温化が抑制されていた。

[0019] ところが、熱伝導率に優れた筐体 (特に、消費者に触れる可能性の高、筐体の上部）が使用されると、その反射的デメリットとして、筐体の表面 (外面)温度は上昇し易ぐこのことが、消費者に対し熱的な不快感等を与えかねない。

[0020] 本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、フラットパネル表示装置の筐体適所の表面高温化を確実に抑制しつつ、筐体内部を効率的に冷却可能なフラットパネル表示装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0021] 本件発明者等は、プラズマ表示装置の放熱過程には、空気の自然対流熱放出および筐体等の熱伝導並びに筐体等の熱輻射が介在すると考えられるが、熱伝導率に優れた筐体等の均熱化に頼った既存技術が、如何なる場合にも高効率と言えるか疑問に思った。そこで、熱流体シミュレーション技術を駆使して、従来の放熱技術と全く違う観点の放熱法を見出した。

[0022] 即ち、上記目的を達成するために、本発明に係るフラットパネル表示装置は、フラットディスプレイパネルと、前記フラットディスプレイパネルの表示面に対応した開口を有するフロントカバーと、第 1の筐体部および第 2の筐体部を有し前記フラットデイスプレイパネルの背面を覆う筐体と、を備えて、前記第 1の筐体部の熱伝導率は、前記第 2の筐体部の熱伝導率よりも小さぐ前記第 1の筐体部が、前記第 2の筐体部から上方に延び、前記第 1の筐体部に通気孔が設けられてなる装置である。

[0023] なお、前記第 1の筐体部の一例は、前記第 2の筐体部の端部に接して構成される。

[0024] また、前記第 1の筐体部の他の例は、前記第 2の筐体部との間に隙間を有して構成される。

[0025] またここで、前記フラットパネル表示装置が、前記通気孔を通して空気を排気する機能を有しても良い。

こうした構成によれば、熱伝導率の小さい第 1の筐体部を、筐体の上部に設けることにより、筐体の内部空間の暖められた空気の浮力に起因した気流速度の増加による筐体の内部空間の空気置換が効果的に実行され、ひいては筐体の内部のフラットデイスプレイパネルの温度が効率的に冷却され得る。

また、筐体の上方の暖められた空気の浮力によって、筐体の内部から空気を効果的に外部に排気できるため、排気用または吸気用のファンを別途配置する必要が無い更には、消費者に触れやすい筐体の上部に位置する第 1の筐体部は暖まり難ぐ消費者に対して熱的な不快感等を与えずに済む。

また、上記効果に加えて、前記フラットパネル表示装置が、前記隙間を通して空気を吸い込む機能を有しても良ぐこの場合には、空気をよりスムーズに通流でき好適である。

[0026] また、前記第 1の筐体部の材料例は榭脂であり、前記第 2の筐体部の材料例は金属である。

[0027] 更に、前記第 1の筐体部の熱伝導率の好適な範囲としては、 0. 02jZmsK以上、

1. 5jZmsK未満の範囲であり、前記第 2の筐体部の熱伝導率の好適な範囲としては、 2320jZmsK以下、 80jZmsKを超える範囲である。

[0028] また、前記第 1の筐体部の上下方向に沿った幅を、前記筐体の上下方向に沿った幅で除した値が望ましくは、 1Z10を超え、かつ 7Z10未満である。

[0029] 汎用解析ソフト（STREAM (登録商標） )によるシミュレーション結果から上記範囲力筐体の放熱特性として適正な範囲であると判明した。

[0030] ここで、前記第 1の筐体部の他の例として、これが、前記第 2の筐体部から続く前記第 2の筐体部と同一材料力なる延在部と、前記延在部の外面を覆って層状をなした被覆部とを有し、前記被覆部が、前記延在部の外面と接触して上方に延びるように構成されても良い。

[0031] 第 1の筐体部の更なる他の例として、これが、前記第 2の筐体部と隙間を隔てた前記第 2の筐体部と同一材料力なる離間部と、前記離間部の外面を覆って層状をなした被覆部とを有し、前記被覆部が、前記離間部の外面と接触して上方に延びるように構成されても良い。

こうした構成であっても、熱伝導率の小さい第 1の筐体部 (被覆部）を、筐体の上部に設けることにより、筐体の内部空間の暖められた空気の浮力に起因した気流速度の増加による筐体の内部空間の空気置換が効果的に実行され、ひ、ては筐体の内部のフラットディスプレイパネルの温度が効率的に冷却され得る。

また、筐体の上方の暖められた空気の浮力によって、筐体の内部から空気を効果的に外部に排気できるため、排気用または吸気用のファンを別途配置する必要が無い更には、消費者に触れやすい筐体の上部に位置する第 1の筐体部 (被覆部）は暖まり難ぐ消費者に対して熱的な不快感等を与えずに済む。

なお、前記被覆部の材料例は榭脂であり、前記第 2の筐体部の材料例は金属である。

[0032] また、前記被覆部の熱伝導率の好適な範囲の一例としては、 0. 02jZmsK以上、 1. 5jZmsK未満の範囲であり、前記第 2の筐体部の熱伝導率の好適な範囲の一例としては、 2320j/msK以下、 80j/msKを超える範囲である。

[0033] 更に、前記第 1の筐体部の上下方向に沿った幅を、前記筐体の上下方向に沿った幅で除した値が望ましくは、 1Z10を超え、かつ 4Z10未満である。

[0034] 汎用解析ソフト（STREAM (登録商標） )によるシミュレーション結果から上記範囲力筐体の放熱特性として適正な範囲であると判明した。

なお、前記フラットディスプレイパネルは、プラズマディスプレイパネルであっても良い。

[0035] 本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。

発明の効果

[0036] 本発明によれば、フラットパネル表示装置の筐体適所の表面高温ィ匕を確実に抑制しつつ、筐体内部を効率的に冷却可能なフラットパネル表示装置が得られる。

図面の簡単な説明

[0037] [図 1]図 1は、本発明の実施の形態 1によるプラズマ表示装置の一構成例を示した図である。

[図 2]図 2は、本発明の実施の形態 1によるプラズマ表示装置の他の構成例を示した図である。

[図 3]図 3は、図 1に示したプラズマ表示装置を数値計算用に 3次元モデルィ匕した図である。

[図 4]図 4は、図 3に示した解析モデルにおける各要素の物理量計算データを元に、適宜の処理方法で得た解析結果の一例を示した図である。

[図 5]図 5は、図 3に示した解析モデルにおける各要素の物理量計算データを元に、適宜の処理方法で得た解析結果の他の例を示した図である。

[図 6]図 6は、図 3に示した解析モデルにおける各要素の物理量計算データを元に、適宜の処理方法で得た解析結果の他の例を示した図である。

[図 7]図 7は、本発明の実施の形態 2によるプラズマ表示装置の一構成例を示した図である。

[図 8]図 8は、本発明の実施の形態 2によるプラズマ表示装置の他の構成例を示した図である。

[図 9]図 9は、図 7に示したプラズマ表示装置を数値計算用に 3次元モデルィ匕した図である。

[図 10]図 10は、図 9に示した解析モデルにおける各要素の物理量計算データを元に、適宜の処理方法で得た解析結果の一例を示した図である。

[図 11]図 11は、図 9に示した解析モデルにおける各要素の物理量計算データを元に

、適宜の処理方法で得た解析結果の他の例を示した図である。

[図 12]図 12は、図 9に示した解析モデルにおける各要素の物理量計算データを元に、適宜の処理方法で得た解析結果の他の例を示した図である。

[図 13]図 13は、 PDPを表示デバイスに使った既存のプラズマ表示装置の一構成例を示した図である。

符号の説明

[0038] 11 PDP

12 金属製支持板

13 脚部

14 光フィルタ

15 前面板

16 電子部品（ドライバ LSI)

17 回路基板

18 筐体

19a, 19b、 19c 通気孔

19d 開口

20 第 1の筐体部 (樹脂層）

21a 延在部 (離間部）

21、 21b 第 2の筐体部

22 隙間

100、 110、 130、 140、 160 プラズマ表示装置

120、 150 解析モデル

発明を実施するための最良の形態

[0039] 以下、本発明の好ましい実施の形態 1、 2を、図面を参照しながら説明する。

(実施の形態 1)

図 1は、本発明の実施の形態 1によるプラズマ表示装置の一構成例を示した図であつて、図 1 (a)は、プラズマ表示装置を背面力も見た背面図であり、図 1 (b)は、図 1 (a )の IB— IB線に沿ったプラズマ表示装置の断面図である。

図 1によれば、略矩形の PDP11の背面に、略矩形の金属製支持板 12が、 PDP11 に接合してこれを保持するように配置され、この金属製支持板 12は、プラズマ表示装置 100の台座として機能する脚部 13に固定されている。

PDP11の前面に前面板 15 (フロントカバー）が、バックカバーに相当する筐体 18 (詳細な構成は後ほど説明）に接合するように配設されてヽる。

そして、この前面板 15は、 PDP11の表示面に対応した開口を有して、この開口に臨むように、電磁波遮蔽シート、色補正フィルムおよび強化ガラス等により構成される光フィルタ 14が前面板 15に取り付けられ、これにより、プラズマ表示装置 100の電磁波遮蔽、色純度調整および外部衝撃保護を可能にして、る。

金属製支持板 12の背面には、適宜のスぺーサ Sを介して、 PDP11を駆動するための電子部品 16 (例えば、ドライバー LSI)を実装した回路基板 17が、この金属製支持板 12に固定されて配置されている。

このような PDP11、金属製支持板 12および回路基板 17を背面力も包むように筐体 1 8が配置され、この筐体 18は、上記前面板 15と共にプラズマ表示装置 100の意匠ケースとして機能する。

なお、筐体 18は脚部 13に取り付けられ、筐体 18と前面板 15とは、適宜の固定手段（接着剤や機械的な嵌め合せ等）により接合されている。

以下、図面を参照してこの筐体 18の構成を詳しく説明する。

筐体 18は、熱伝導率を違えた複数の材料力もなり、ここではその一例として、筐体 1 8が上下方向（プラズマ表示装置 100の垂直方向）の適所 (熱流体シミュレーションにより適正な分割位置を算出;後ほど説明）において 2分割され、熱伝導率の小さな榭脂材料等力もなる第 1の筐体部 20が、熱伝導率の大きな金属材料等力もなる第 2の筐体部 21の端部に相当する上記分割箇所に接して、この第 2の筐体部 21の端部から上方に延びている。なお、第 1の筐体部 20と第 2の筐体部 21とは、適宜の固定手段 (接着剤や機械的な嵌め合せ等）により接合されている。なお、第 1の筐体部 20と第 2の筐体部 21との間の上記機械的な嵌め合せ接合を想定した場合に容易に理解されるとおり、ここでの第 2の筐体部 21の「端部」とは、図 1に記載された第 2の筐体部 21の最先端の端面に限定されることなぐ機械的な嵌め合わせに必要な第 2の筐体部 21の端面近傍の縁部（正確には第 2の筐体部 21の端面近傍の側面）をも意味する。このため、第 1および第 2の筐体部 20、 21の縁部同士を重畳させて嵌め合わせ、両者を締結しても良い。

ここで、第 1の筐体部 20 (即ち、プラズマ表示装置 100の上部）には、筐体 18の内部から空気を排気するメッシュ状の空気排気孔として、プラズマ表示装置 100の左右方向に延びる略長方形状の通気孔 19aが設けられて、る。

また、第 2の筐体部 21の下端面には、筐体 18の内部に空気を取り込む空気吸い込み孔として、適宜の通気孔（図示せず）が設けられて、る。

こうして、空気浮力の原理 (後記）に基づき、図 1 (b)に示した点線のような経路を経て、第 2の筐体部 21の下端面の通気孔から筐体 18の内部に流入した空気は、筐体 18 の内部で暖められた後、通気孔 19aを介して筐体 18の外部に排気される。

なお、第 2の筐体部 21の左右方向の両サイドには、筐体 18の内部に空気を取り込む空気吸い込み孔として、プラズマ表示装置 100の上下方向に延びる略長方形状の一対の通気孔 19b、 19cが、回路基板 17に実装された一対のドライバ LSIに対向するように設けられ、これらの通気孔 19b、 19cを介しても外部力も新規の空気が流入される。

ここで、第 1の筐体部 20の材料例として、主にポリエチレン力もなる榭脂 (熱伝導率： 0. 25-0. 3 jZmsK)、主にガラス繊維力らなる樹脂（0. 24- 1. 21jZmsK)、主にベークライトからなる樹脂（0. 21jZmsK)、主にエポキシガラス力もなる榭脂（0. 4 7jZmsK)および発泡ポリウレタン（0. 02jZmsK)が挙げられる。要するに、第 1の筐体部 20の材料として、少なくとも熱伝導率 1. 5jZmsK未満の部材を使用することが望ましぐ更には、この第 1の筐体部 20の熱伝導率の好適な範囲の一例としては、 0. 02jZmsK以上、 1. 5jZmsK未満の範囲である。

また、第 2の筐体部 21の材料例として、アルミニウム (熱伝導率： 237jZmsK)、鉄（8 0. j/msK)、銅（401jZmsK)、マグネシウム（156jZmsK)、銀（429jZmsK) 、グラフアイト（1960jZmsK)およびダイアモンド（1360— 2320jZmsK)が挙げられる。要するに、第 2の筐体部 21の材料として、少なくとも熱伝導率 80jZmsKを超える部材を使用することが望ましぐ更には、この第 2の筐体部 21の熱伝導率の好適な範囲の一例としては、 2320jZmsK以下、 80jZmsKを超える範囲である。

図 2は、本発明の実施の形態 1によるプラズマ表示装置の他の構成例を示した図であって、図 2 (a)は、プラズマ表示装置を背面力も見た背面図であり、図 2 (b)は、図 2 (a)の ΠΒ— ΠΒ線に沿ったプラズマ表示装置の断面図である。

図 2に示したプラズマ表示装置 110の構成は、第 1の筐体部 20と第 2の筐体部 21との間の分割部分の構成を除いて図 1に示したプラズマ表示装置 100の構成と同じであり、ここでは、両者に共通する構成の説明は省略する。

図 2によれば、熱伝導率の小さな榭脂材料等からなる第 1の筐体部 20は、熱伝導率の大きな金属材料等力もなる第 2の筐体部 21の上部と離間した隙間 22を隔てて、この第 2の筐体部 21の上部から上方に延びている。なお図示は省略している力第 1 の筐体部 20は、第 2の筐体部 21にその側部にぉ、て接続されて!、る。

このため、第 2の筐体部 21の下端面に設けられた通気孔（図示せず）〖こカ卩えて、この隙間 22も、筐体 18の内部に空気を取り込む空気吸い込み孔として機能させることができ、空気の通流をよりスムーズに行える。

こうして、空気浮力の原理 (後記）に基づき、図 2 (b)に示した点線のような経路を経て、第 2の筐体部 21の下端面の通気孔および隙間 22から筐体 18の内部に流入した空気は、筐体 18の内部で暖められた後、通気孔 19aを介して筐体 18の外部に排気される。

このようなプラズマ表示装置 100、 110の筐体 18によれば、以下の作用及び効果を奏する。

第 1に、プラズマ表示装置 100の第 1の筐体部 20は、熱伝導率の小さな榭脂等の材料により構成され、消費者に触れやすい筐体 18の上方に位置する第 1の筐体部 20 は暖まり難い。このため、消費者に対して熱的な不快感等を与えずに済む。

なお、プラズマ表示装置 100の第 2の筐体部 21は、熱伝導率の大きな金属等により構成されている力この第 2の筐体部 21は、プラズマ表示装置 100の下方に位置しており、購入者が触れる機会が少なぐプラズマ表示装置 100の下部に位置する第 2 の筐体部が暖カベなつても、消費者に対してそれ程熱的な不快感を与えない。

第 2に、第 1の筐体部 20が、熱伝導率の小さな榭脂等により構成されているため、第 1の筐体部 20に対応する筐体 18の上部では、筐体 18の内部空間に存在する空気が、外気と熱交換され難く高温化させられる。このため、昇温した空気の膨張によりその空気の密度が減少し、ひ!、ては空気の浮力が増加することになる。

そうなると、第 1の筐体部 20に設けられた通気孔 19aから昇温した空気は速やかに筐体 18の外部に排気されると共に、この空気の排気と連動して、筐体 18の外部から、例えば第 2の筐体部 21の下端面の通気孔を介して、新規の空気が筐体 18の内部に入る。

よって筐体 18の上部の暖められた空気の浮力によって、筐体 18の内部から空気を効果的に外部に排気できるため、排気用または吸気用のファンを別途配置する必要が無ぐファンによるプラズマ表示装置 100の騒音問題が解消されると共に、ファン設置に伴う費用が節約され、プラズマ表示装置 100のコスト低減も図れて好適である。こうして、排気用または吸気用のファンを用いることなぐ筐体 18の内部空間に存在する昇温した空気の排気速度を高めることができ、結果として、プラズマ表示装置 10 0の冷却効率を改善させ得る。

ところで、このような熱伝導率の小さな榭脂等により第 1の筐体部 20が構成されると一見、筐体 18の内部を暖める方向に作用してプラズマ表示装置 100の冷却機能は、寧ろ妨げられると懸念される。

しかし、筐体 18の上方の暖められた空気の浮力に基づき筐体 18の内部から空気を効果的に外部に排気させることによるプラズマ表示装置 100の冷却機能の方が、熱伝導率の大きな金属等の均熱化効果によるプラズマ表示装置 100の冷却機能よりも優れていると考えられる。

即ちプラズマ表示装置の放熱過程として、空気の自然対流熱放出および筐体等の熱伝導並びに筐体等の熱輻射が介在するものの、フラットパネル表示装置の表示部を覆うような矩形かつ平らな筐体であれば、空気の自然対流による放熱が最も効率的であると、本願発明者等は推測しており、後記の熱流体シミュレーション結果により、こうした推測の妥当性が裏付されている。

第 3に、プラズマ表示装置 100の第 2の筐体部 21 (筐体 18の下部）は、熱伝導率の大きな金属等により構成され、筐体 18の内部で発生した熱は速やかに第 2の筐体部 21の全面に伝熱される。このため、上記空気置換による放熱効果と相俟って、第 2の筐体部 21を介した外気との熱交換 (輻射や熱伝達）により筐体 18の内部の熱を効率的に放熱できる。

次に、熱流体シミュレーション技術を使用することにより、上記の空気浮力に基づく排熱効果を検証すると共に、この排熱効果を最も高め得るプラズマ表示装置 100、 110 の筐体 18の構造設計を行った。

(解析モデル）

図 3は、図 1に示したプラズマ表示装置を数値計算用に 3次元モデルィ匕した図であり、図 3 (a)は、プラズマ表示装置用の解析モデルを背面から見た背面図であり、図 3 ( b)は、図 3 (a)の ΠΙΒ— ΠΙΒ線に沿ったその解析モデルの断面図である。

なお、数値計算に影響を及ぼさない範囲内で、実際のプラズマ表示装置に比較して図 3に示した解析モデル 120の構成は簡素化されている。例えば、脚部 13、前面板 15および光フィルタ 14はこの解析モデル 120では除かれている力このことが数値解析の評価に何ら影響しなかった。こうして、数値計算のための単位解析領域に相当する要素の数を可能な限り減らして計算機の記憶容量や計算時間が節約されている。

なおここでは、図 1に示したプラズマ表示装置の構成に基づく解析モデル 120を使つて熱流体シミュレーションが実行されているが、図 2に示したプラズマ表示装置 110に基づく解析モデルを使って熱流体シミュレーションを実行しても同様の解析結果が得られた。

図 3によれば、前面が開放された略矩形状の筐体 18は、その上下方向の適所において左右方向に沿って分割された第 1の筐体部 20と第 2の筐体部 21から構成されている。

ここで、筐体 18の上端面から測った距離 L1が、第 1の筐体部 20の上下方向に沿つた幅に相当し、筐体 18の上端面力も測った距離 L1の箇所で第 1の筐体部 20と第 2 の筐体部 21とが分割される。なお、筐体 18の上端面力その下端面までの距離 L2 は、筐体 18の上下方向に沿った幅に相当する。

筐体 18の開放された面には、略矩形状の PDP 11が蓋を兼ねるような形態で配置され、この PDP11を保持する略矩形状の金属製支持板 12が、この PDP11の背面に接触するように配置されている。また、金属製支持板 12の背面には、スぺーサ Sを介して回路基板 17が配置され、この回路基板 17に電子部品 16が実装されている。なお、電子部品 16の平面視形状は、回路基板 17の略全域に配置された矩形としてモデルィ匕されている（この電子部品 16は、実際は、回路基板 17の両端裏面に配置された長方形状の一対のドライバ LSIを想定している。 )₀

ここで熱発生源として、 PDP11および電子部品 16の各々の発熱量力 200Wに条件設定された。また各部材の材質に対応する熱伝導率が入力され、部材間の熱抵抗は設定されていない。

第 1の筐体部 20の材料例としては、熱伝導率の小さな榭脂等が選ばれ、例えば、主にポリエチレン力もなる榭脂 (熱伝導率: 0. 25-0. 3 jZmsK)、主にガラス繊維からなる樹脂（0. 24- 1. 21jZmsK)、主にベークライトからなる榭脂（0. 21j/msK) 、主にエポキシガラスからなる榭脂（0. 47jZmsK)および発泡ポリウレタン（0. 02J /msK)のうちの何れかの材料が選択される。

また、第 2の筐体部 21の材料例として、熱伝導率の大きな金属等が選ばれ、例えば、アルミニウム（熱伝導率： 237jZmsK)、鉄（80. j/msK)、銅（401jZmsK)、マグネシゥム（156jZmsK)、銀（429jZmsK)、グラフアイト（1960jZmsK)およびダィァモンド（1360— 2320jZmsK)のうちの何れかの材料が選択される。

流体の流動条件として、解析モデルの空間を区分する要素に空気の自然対流が設定され、筐体 18の外部空間に相当する要素の空気温度は、室温に設定されている。また、筐体 18の上端面に相当する要素には開口 19dに相当する適宜の開口率が入力され、筐体 18の下端面の相当する要素にも適宜の開口率（開口は図示されていない。）が入力され、これにより、筐体 18の内部と筐体 18の外部との間で空気が通気するようにモデルィ匕されて、る。

(解析シミュレータ）

図 3に示した解析モデル 120の熱流体数値計算は、汎用の熱流体解析プログラム（株式会社ソフトウェアクレイドル社製の熱流体解析ソフト； STREAM (登録商標） )を使って実行された。

具体的な解析法として、有限体積法と称される離散化手法が使用されており、図 3〖こ示した解析モデル 120を含む解析対象領域を 6面体要素からなる細かい空間に区分して（要素数;約 30000個）、これらの微細な要素間で授受される熱や流体のつりぁ、を元に熱移動や流体の流れを支配する一般的な関係式を解、て、その結果が収束するまで反復演算が実行されることになる。

上記関係式は、運動方程式 (ナビエ'スト一タスの式）、エネルギー方程式や乱流モデルによる乱れ量保存式等であるが、ここでは詳細な説明は省く。

(解析結果）

図 4〜図 6は何れも、図 3に示した解析モデルにおける各要素の物理量計算データを元に、適宜の処理方法で得た解析結果の一例を示した図である。

図 4は、横軸に第 1の筐体部 20の上下方向に沿った幅 (L1)を、筐体 18の全体の上下方向に沿った幅 (L2)で除した数値 (L1/L2)をとり、縦軸に PDPの温度 (°C)をとつて、両者の関係が示されている。なお、 PDP11の隔壁内面（図示せず）に塗布される蛍光体（図示せず）は熱劣化し易ぐ PDP11の温度管理の必要性は高い。ここで、 PDP11の温度とは、長方形状の PDP11の両端面近傍の各々について代表測定点 3ポイント (合計 6ポイント）を選び、これらの測定点における温度の面内平均値である。

また、この PDP11の温度は、 LlZL2 = 0の状態（即ち、筐体 18の全域力熱伝導率の大きい第 2の筐体部 21のみで構成された状態）における PDP11の温度 T1で規格ィ匕した相対値として示されて、る。

図 5は、横軸に第 1の筐体部 20の上下方向に沿った幅 (L1)を、筐体 18の全体の上下方向に沿った幅 (L2)で除した数値 (L1/L2)をとり、縦軸に電子部品の温度 (°C )をとって、両者の関係が示されている。なお、電子部品 16の半田部分は熱による接触不良を引き起こす可能性があるため、電子部品 16の温度管理の必要性も高い。ここで、電子部品 16の温度とは、矩形の電子部品 16と回路基板 17との界面力も若干電子部品 16の内側位置であって（半田部分に対応する位置）、電子部品 16の両端面近傍の各々について代表測定点 3ポイント (合計 6ポイント）を選び、これらの測定点における温度の面内平均値である。

また、この電子部品 16の温度は、 LlZL2 = 0の状態 (即ち、筐体 18の全域力熱伝導率の大きい第 2の筐体部 21のみで構成された状態）における電子部品 16の温度 Tlで規格ィ匕した相対値として示されて、る。

図 6は、横軸に第 1の筐体部 20の上下方向に沿った幅 (L1)を、縦軸に筐体 18の全体の上下方向に沿った幅 (L2)で除した数値 (L1ZL2)をとり、筐体 18の上端面における気流 (空気）の速度 (mZs)をとつて、両者の関係が示されて、る。

ここで、気流の速度とは、筐体 18の上端面の幅方向中心に位置し、その長手方向に沿った代表測定点 3ポイントを選び、これらの測定点における気流 (空気）の速度の平均値である。

また、この気流の速度は、 LlZL2 = 0の状態 (即ち、筐体 18の全域力熱伝導率の大き、第 2の筐体部 21のみで構成された状態）における気流の速度で規格ィ匕した相対値として示されている。

図 4および図 5によれば、 PDP11の温度および電子部品 16の温度の何れも、 L1Z L2 = 0の状態（筐体 18の全域力熱伝導率の大きい第 2の筐体部 21で構成された状態)から熱伝導率の小さい第 1の筐体部 20の占める割合を増やすに連れて、急速に低下している。

また図 6によれば、気流の速度は、 LlZL2 = 0の状態（筐体 18の全域力熱伝導率の大きい第 2の筐体部 21のみで構成された状態)から熱伝導率の小さい第 1の筐体部 20の占める割合を増やすに連れて、増加している。

こうした熱流体シミュレーションの結果力理解されるとおり、熱伝導率の小さい榭脂材料等力もなる第 1の筐体部 20を、筐体 18の上部に設けることにより、筐体 18の内部空間の暖められた空気の浮力に起因した気流速度の増加による筐体 18の内部空間の空気置換が効果的に実行され、ひいては筐体 18の内部の PDP11や電子部品 16が効率的に冷却されたと考えられる。

また、 L1ZL2の適正な範囲は、 PDP11の温度と電子部品 16の温度の両方が充分に低下した領域であって、気流の速度が確実に増加した領域に対応した範囲であると考えられ、この観点から図 4、図 5および図 6によれば、これは、 1Z10を超え、かつ 7Z 10未満の範囲であると推定される。

(実施の形態 2)

図 7は、本発明の実施の形態 2によるプラズマ表示装置の一構成例を示した図であつて、図 7 (a)は、プラズマ表示装置を背面力も見た背面図であり、図 7 (b)は、図 7 (a )の VIIB— VIIB線に沿ったプラズマ表示装置の断面図である。

また、図 8は、本発明の実施の形態 2によるプラズマ表示装置の他の構成例を示した図であって、図 8 (a)は、プラズマ表示装置を背面力見た背面図であり、図 8 (b)は、図 8 (a)の VIIIB—VIIIB線に沿ったプラズマ表示装置の断面図である。

図 7に示したプラズマ表示装置 130の構成は、図 1に示したプラズマ表示装置 100の構成に対応するものであり、第 1の筐体部 20、 21aが、第 2の筐体部 21bと同一材料からなる延在部 21aの外面に榭脂層 20 (被覆部）を重ねて層状に構成される点を除いて、プラズマ表示装置 100の構成と同じため、両者に共通する構成の説明は省く。また、図 8に示したプラズマ表示装置 140の構成は、図 2に示したプラズマ表示装置 110の構成に対応するものであり、第 1の筐体部 20、 21aが、第 2の筐体部 21bと同一材料力もなる離間部 21aの外面に榭脂層 20 (被覆部）を重ねて層状に構成される点を除いて、プラズマ表示装置 110の構成と同じため、両者に共通する構成の説明は省く。

図 7によれば、筐体 18は、熱伝導率を違えた複数の材料からなり、ここではその一例として、筐体 18の下部は、熱伝導率の大きな金属材料等力もなる第 2の筐体部 21b により構成されている。

また、熱伝導率の小さな榭脂材料等を一部に含む第 1の筐体部 20、 21aは、第 2の筐体部 21bから続く第 1の筐体部 21bと同一材料力もなる延在部 21aの外面に、層状に重なるように熱伝導率の小さな榭脂層 20を有している。そして、この榭脂層 20は、延在部 21aの外面と接触しつつ上方に延びている。

なお、榭脂層 20と延在部 21aとは、接着剤等の適宜の固定手段により接合されている。

ここで、榭脂層 20と延在部 21aとが層状をなした第 1の筐体部 20、 21a (プラズマ表示装置 100の上部）には、筐体 18の内部から空気を排気するメッシュ状の空気排気孔として、プラズマ表示装置 100の左右方向に延びる略長方形状の通気孔 19aが設けられ、第 2の筐体部 21bの下端面には、筐体 18の内部に空気を取り込む空気吸い込み孔として、適宜の通気孔（図示せず）が設けられて、る。こうして、図 7 (b)に示した点線のような経路を経て、第 2の筐体部 21bの下端面の通気孔から筐体 18の内部に流入した空気は、実施の形態 1で説明した空気浮力の原理に基づき、筐体 18の内部で暖められた後、通気孔 19aを介して筐体 18の外部に排気される。

また、図 8によれば、図 7の構成と同様、筐体 18の下部は、熱伝導率の大きな金属材料等力なる第 2の筐体部 21bにより構成されている。

また、熱伝導率の小さな榭脂材料等を一部に含む第 1の筐体部 20、 21aは、第 2の筐体部 21bと隙間 22を隔てた第 1の筐体部 21bと同一材料力もなる離間部 21aの外面に、層状に重なるように熱伝導率の小さな榭脂層 20を有している。そして、この榭脂層 20も離間部 21aと同様に、第 2の筐体部 21bと隙間 22を隔てて、離間部 21aの外面と接触しつつ上方に延びて!/、る。

このため、第 2の筐体部 21の下端面に設けられた通気孔（図示せず）〖こカ卩えて、この隙間 22も、筐体 18の内部に空気を取り込む空気吸い込み孔として機能させることができ、空気の通気がよりスムーズに行える。なお、図 7と同様の通気孔 19aが、図 8の第 1の筐体部 20、 21aにも設けられている。

こうして、実施の形態 1で説明する空気浮力の原理に基づき、図 8 (b)に示した点線のような経路を経て、第 2の筐体部 21の下端面の通気孔および隙間 22から筐体 18 の内部に流入した空気は、筐体 18の内部で暖められた後、通気孔 19aを介して筐体 18の外部に排気される。

なおここで、榭脂層 20の材料例として、主にポリエチレンカゝらなる榭脂 (熱伝導率: 0 . 25 -0. 3 jZmsK)、主にガラス繊維力らなる樹脂（0. 24—1. 21jZmsK)、主にベークライトからなる樹脂（0. 21jZmsK)、主にエポキシガラス力もなる榭脂（0. 4 7jZmsK)および発泡ポリウレタン (0. 02jZmsK)が挙げられる。要するに、榭脂層 20の材料として、少なくとも熱伝導率 1. 5jZmsK未満の部材を使用することが望ましぐ更には、この榭脂層 20の熱伝導率の好適な範囲の一例としては、 0. 02j/ms K以上、 1. 5jZmsK未満の範囲である。

また、第 2の筐体部 21bの材料例として、アルミニウム (熱伝導率： 237jZmsK)、鉄（ 80. j/msK)、銅（401jZmsK)、マグネシウム（156jZmsK)、銀（429jZmsK) 、グラフアイト（1960jZmsK)およびダイアモンド（1360— 2320jZmsK)が挙げられる。要するに、第 2の筐体部 21bの材料として、少なくとも熱伝導率 80jZmsKを超える部材を使用することが望ましぐ更には、この第 2の筐体部 21bの熱伝導率の好適な範囲の一例としては、 2320jZmsK以下、 80jZmsKを超える範囲である。またここでは、第 2の筐体部 21bと延在部 21aは共に、同一の金属板により構成されているが、勿論、両者の材料を違えて構成しても良ぐ第 2の筐体部 21bと離間部 21 aは共に同一の金属板により構成されている力勿論、両者の材料を違えて構成しても良い。

このようなプラズマ表示装置 130、 140の筐体 18には、その上部の外周面に熱伝導率の小さい榭脂層 20が配置されることによって、実施の形態 1で説明したプラズマ表示装置 100、 110による作用及び効果と同一の作用及び効果を奏する。

次に、実施の形態 1と同様、熱流体シミュレーション技術を使用することにより、空気浮力に基づく排熱効果を検証すると共に、この排熱効果を最も高め得るプラズマ表示装置 130、 140の筐体 18の構造設計を行った。

(解析モデル）

図 9は、図 7に示したプラズマ表示装置を数値計算用に 3次元モデルィ匕した図であり、図 9 (a)は、プラズマ表示装置用の解析モデルを背面から見た背面図であり、図 9 ( b)は、図 9 (a)の IXB— IXB線に沿ったその解析モデルの断面図である。

なお、図 9に示したプラズマ表示装置用の解析モデル 150の構成は、実施の形態 1 で説明したプラズマ表示装置用の解析モデル 120 (図 3)の構成に対応するモデルであり、第 1の筐体部 20、 21aが、第 2の筐体部 21bと同一材料力もなる延在部 21a の外面に榭脂層 20 (被覆部）を重ねて層状に構成される点を除いて、解析モデル 12 0のモデルィ匕思想を踏襲しており、ここでは両者に共通する内容の説明は省く。また、図 7に示したプラズマ表示装置の構成に基づく解析モデル 150を使つて熱流体シミュレーションが実行されているが、図 8に示したプラズマ表示装置 140に基づく解析モデルを使って熱流体シミュレーションを実行しても同様の解析結果が得られた図 9によれば、前面が開放された筐体 18は、その上下方向の適所を境界とした第 1 の筐体部 20、 21aと第 2の筐体部 21bから構成されている。そして、熱伝導率の小さな榭脂材料等を一部に含む第 1の筐体部 20、 21aは、第 2の筐体部 21bから続く第 1 の筐体部 21bと同一材料力なる延在部 21aの外面に、層状に重なるように熱伝導率の小さな、断面 L字状の榭脂層 20を有している。

ここで、筐体 18の上端面から測った距離 L1が、第 1の筐体部 20、 21aの上下方向に沿った幅に相当し、筐体 18の上端面力も距離 L1に亘つて、榭脂層 20により延在部 2 laの外面が層状に覆われている。なお、筐体 18の上端面力その下端面までの距離 L2は、筐体 18の上下方向に沿った幅に相当する。

(解析シミュレータ）

実施の形態 1と同様、汎用解析ソフト； STREAM (登録商標）を使って数値解析が実行された。

(解析結果）

図 10〜図 12は何れも、図 9に示した解析モデルにおける各要素の物理量計算データを元に、適宜の処理方法で得た解析結果の一例を示した図である。

図 10は、横軸に第 1の筐体部 20、 21aの上下方向に沿った幅 (L1)を、筐体 18の全体の上下方向に沿った幅 (L2)で除した数値 (L1/L2)をとり、縦軸に PDPの温度（ °C)をとつて、両者の関係が示されている。

図 11は、横軸に第 1の筐体部 20、 21aの上下方向に沿った幅 (L1)を、筐体 18の全体の上下方向に沿った幅 (L2)で除した数値 (L1/L2)をとり、縦軸に電子部品の温度 (°C)をとつて、両者の関係が示されている。

図 12は、横軸に第 1の筐体部 20、 21aの上下方向に沿った幅 (L1)を、筐体 18の全体の上下方向に沿った幅 (L2)で除した数値 (L1ZL2)をとり、縦軸に筐体 18の上端面における気流 (空気）の速度 (mZs)をとつて、両者の関係が示されて、る。なお、 PDPの温度および電子部品の温度並びに気流の速度の意味合いは、実施の形態 1で述べたものと同じである。

図 10および図 11によれば、 PDP11の温度および電子部品 16の温度の何れも、 L1 ZL2 = 0の状態（筐体 18の全域力熱伝導率の大きい第 2の筐体部 21bのみで構成された状態)から熱伝導率の小さ!、第 1の筐体部 20の占める割合を増やすに連れて、急速に低下している。

また、図 12によれば、気流の速度は、 LlZL2 = 0の状態（筐体 18の全域力熱伝導率の大きい第 2の筐体部 21bのみで構成された状態)から熱伝導率の小さい第 1 の筐体部 20の占める割合を増やすに連れて、増加して、る。

こうした熱流体シミュレーションの結果力理解されるとおり、実施の形態 1と同様に、熱伝導率の小さい榭脂材料等力もなる榭脂層 20を、第 2の筐体部 21bの延在部 21a の外面を覆うように、筐体 18の上部に設けることにより、筐体 18の内部空間の暖められた空気浮力に起因した気流速度の増加による筐体 18の内部空間の空気置換が効果的に実行され、ひいては筐体 18の内部の PDP11の温度や電子部品 16が効率的に冷却されたと考えられる。

また、 L1ZL2の適正な範囲は、 PDP11の温度と電子部品 16の温度の両方が充分に低下した領域であって、気流の速度が確実に増加した領域に対応した範囲であると考えられ、この観点から図 10、図 11および図 12によれば、これは、 1/10を超え、かつ 4Z10未満の範囲であると推定される。

なおここまで、フラットパネル表示装置として、プラズマ表示装置を例にしてその効率的な放熱技術を説明したが、ここに述べた放熱技術は、プラズマ表示装置の適用に限定されるものではなぐ矩形かつ平らな筐体を有して、その筐体の内部空間に熱を発生する部材を持つフラットパネル表示装置であれば如何なる装置でも応用可能である。

例えば、液晶表示装置の筐体内部には、発熱体としての棒状バックライト光源があり、この放熱技術が有用と考えられる。

また、 FED (電界放出ディスプレイ)や有機 ELパネルも発熱するため、 FED表示装置および有機 EL表示装置に対しても、この放熱技術を流用可能である。

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなぐその構造及び Z又は機能の詳細を実質的に変更できる。

産業上の利用可能性本発明に係るフラットパネル表示装置によれば、フラットパネル表示装置の筐体適所の表面高温化を確実に抑制しつつ、筐体の内部を効率的に冷却可能であり、例えば、家庭用の薄型テレビとして有用である。

Claims

請求の範囲

[1] フラットディスプレイパネルと、前記フラットディスプレイパネルの表示面に対応した開口を有するフロントカバーと、

第 1の筐体部および第 2の筐体部を有し前記フラットディスプレイパネルの背面を覆う筐体と、を備え、

前記第 1の筐体部の熱伝導率は、前記第 2の筐体部の熱伝導率よりも小さぐ前記第 1の筐体部が、前記第 2の筐体部から上方に延び、

前記第 1の筐体部に通気孔が設けられてなるフラットパネル表示装置。

[2] 前記第 1の筐体部は、前記第 2の筐体部の端部に接している請求項 1記載のフラットパネル表示装置。

[3] 前記第 1の筐体部と前記第 2の筐体部との間に隙間がある請求項 1記載のフラットパネル表示装置。

[4] 前記第 1の筐体部の材料は榭脂であり、前記第 2の筐体部の材料は金属である請求項 2または 3記載のフラットパネル表示装置。

[5] 前記第 1の筐体部の熱伝導率は、 0. 02jZmsK以上、 1. 5jZmsK未満であり、前記第 2の筐体部の熱伝導率は、 2320jZmsK以下、 80jZmsKを超える請求項 2 または 3記載のフラットパネル表示装置。

[6] 前記第 1の筐体部の上下方向に沿った幅を、前記筐体の上下方向に沿った幅で除した値力 1Z10を超え、かつ 7Z10未満である請求項 2または 3記載のフラットパネル表示装置。

[7] 前記第 1の筐体部は、前記第 2の筐体部から続く前記第 2の筐体部と同一材料力なる延在部と、前記延在部の外面を覆って層状をなした被覆部とを有し、前記被覆部が、前記延在部の外面と接触して上方に延びる請求項 1記載のフラットパネル表示装置。

[8] 前記第 1の筐体部は、前記第 2の筐体部と隙間を隔てた前記第 2の筐体部と同一材料力なる離間部と、前記離間部の外面を覆って層状をなした被覆部とを有し、前記被覆部が、前記離間部の外面と接触して上方に延びる請求項 1記載のフラットパネル表示装置。

[9] 前記被覆部の材料は榭脂であり、前記第 2の筐体部の材料は金属である請求項 7 または 8記載のフラットパネル表示装置。

[10] 前記被覆部の熱伝導率は、 0. 02jZmsK以上、 1. 5jZmsK未満であり、前記第

2の筐体部の熱伝導率は、 2320jZmsK以下、 80jZmsKを超える請求項 7または

8記載のフラットパネル表示装置。

[11] 前記第 1の筐体部の上下方向に沿った幅を、前記筐体の上下方向に沿った幅で除した値力 1Z10を超え、かつ 4Z10未満である請求項 7または 8記載のフラットパネル表示装置。

[12] 前記通気孔を通して空気を排気する機能を有する請求項 1乃至 11の何れかに記載のフラットパネル表示装置。

[13] 前記隙間を通して空気を吸、込む機能を有する請求項 3または 8記載のフラットパネル表示装置。

[14] 前記フラットディスプレイパネルは、プラズマディスプレイパネルである請求項 1乃至 13の何れかに記載のフラットパネル表示装置。